[go: up one dir, main page]

CN117618168B - 髋臼杯假体植入角度的确定方法和装置及存储介质 - Google Patents

髋臼杯假体植入角度的确定方法和装置及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN117618168B
CN117618168B CN202410105292.9A CN202410105292A CN117618168B CN 117618168 B CN117618168 B CN 117618168B CN 202410105292 A CN202410105292 A CN 202410105292A CN 117618168 B CN117618168 B CN 117618168B
Authority
CN
China
Prior art keywords
dimensional model
determining
acetabular cup
angle
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202410105292.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117618168A (zh
Inventor
赵杨东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Yidian Lingdong Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Yidian Lingdong Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Yidian Lingdong Technology Co ltd filed Critical Beijing Yidian Lingdong Technology Co ltd
Priority to CN202410105292.9A priority Critical patent/CN117618168B/zh
Publication of CN117618168A publication Critical patent/CN117618168A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117618168B publication Critical patent/CN117618168B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/46Special tools for implanting artificial joints
    • A61F2/4603Special tools for implanting artificial joints for insertion or extraction of endoprosthetic joints or of accessories thereof
    • A61F2/4609Special tools for implanting artificial joints for insertion or extraction of endoprosthetic joints or of accessories thereof of acetabular cups
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/46Special tools for implanting artificial joints
    • A61F2002/4632Special tools for implanting artificial joints using computer-controlled surgery, e.g. robotic surgery
    • A61F2002/4633Special tools for implanting artificial joints using computer-controlled surgery, e.g. robotic surgery for selection of endoprosthetic joints or for pre-operative planning
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/46Special tools for implanting artificial joints
    • A61F2/4657Measuring instruments used for implanting artificial joints
    • A61F2002/4668Measuring instruments used for implanting artificial joints for measuring angles

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

本申请公开了一种髋臼杯假体植入角度的确定方法和装置及存储介质。涉及医学检测领域,该方法包括:依据目标对象的骨盆的第一影像数据进行三维重建,得到第一三维模型;依据目标对象的骨盆的第二影像数据,确定目标对象的目标骨盆倾斜角;依据第一三维模型和目标骨盆倾斜角,确定髋臼杯假体的目标植入角度。通过本申请,解决了相关技术中由于依赖于卧姿位的影像数据进行髋臼杯假体植入的规划,导致髋臼杯假体植入的规划的准确度比较低的问题。

Description

髋臼杯假体植入角度的确定方法和装置及存储介质
技术领域
本申请涉及医学检测领域,具体而言,涉及一种髋臼杯假体植入角度的确定方法和装置及存储介质。
背景技术
随着医疗技术的不断发展,髋关节置换术在众多方面取得了长足进步,术前根据患者骨骼情况进行定制化手术规划是一个重要的研究方向。由于患者之间骨骼发育情况不同,使用通用的臼杯安放角度并不能妥善保证术后髋关节的稳定性,从而产生假体脱位以及术后并发症等风险。
在现有的全髋关节置换术中,医生仅能依据骨盆静态状态下的外展角和前倾角的安全区范围以及结合自身经验决定髋臼杯植入的角度,但由于患者在行走或者坐立时,骨盆脊柱之间会产生相对运动,这种相对运动因人而异,所以仅参考患者骨盆静态状态下的安全区范围会导致植入后存在脱位的风险。
针对相关技术中由于依赖于卧姿位的影像数据进行髋臼杯假体植入的规划,导致髋臼杯假体植入的规划的准确度比较低的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种髋臼杯假体植入角度的确定方法和装置及存储介质,以解决相关技术中由于依赖于卧姿位的影像数据进行髋臼杯假体植入的规划,导致髋臼杯假体植入的规划的准确度比较低的问题。
为了实现上述目的,根据本申请的一个方面,提供了一种髋臼杯假体植入角度的确定方法。该方法包括:依据目标对象的骨盆的第一影像数据进行三维重建,得到第一三维模型,其中,所述第一影像数据为所述目标对象的卧姿位下的影像数据,所述第一三维模型用于确定髋臼杯假体的预设植入角度;依据所述目标对象的骨盆的第二影像数据,确定所述目标对象的目标骨盆倾斜角,其中,所述第二影像数据的影像类型不同于所述第一影像数据的影像类型,所述第二影像数据为所述目标对象除卧姿位之外的姿位下的影像数据;依据所述第一三维模型和所述目标骨盆倾斜角,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度。
进一步地,依据所述目标对象的骨盆的第二影像数据,确定所述目标对象的目标骨盆倾斜角包括:依据所述第二影像数据中的站姿位的影像数据,确定站姿位下的第一骨盆倾斜角;依据所述第二影像数据中的坐姿位的影像数据,确定坐姿位下的第二骨盆倾斜角;依据所述第一骨盆倾斜角和所述第二骨盆倾斜角,确定所述目标对象的目标骨盆倾斜角。
进一步地,依据所述第二影像数据中的站姿位的影像数据,确定站姿位下的第一骨盆倾斜角包括:依据所述站姿位的影像数据,确定骨盆入射角和骶骨倾斜角;依据所述骨盆入射角和所述骶骨倾斜角进行计算,得到所述目标对象站姿位下的第一骨盆倾斜角。
进一步地,依据所述第一三维模型和所述目标骨盆倾斜角,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度包括:获取所述髋臼杯假体的髋臼杯模型;依据所述预设植入角度,将所述髋臼杯模型拟合至所述第一三维模型中,得到第二三维模型;依据所述第二三维模型和所述目标骨盆倾斜角,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度。
进一步地,依据所述第二三维模型和所述目标骨盆倾斜角,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度包括:依据所述目标骨盆倾斜角中的第一骨盆倾斜角对所述第二三维模型进行旋转,得到第三三维模型;依据所述目标骨盆倾斜角中的第二骨盆倾斜角对所述第二三维模型进行旋转,得到第四三维模型;依据所述第三三维模型和所述第四三维模型,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度。
进一步地,依据所述第三三维模型和所述第四三维模型,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度包括:依据所述第三三维模型,确定所述髋臼杯模型的站姿位下的第一轴线,其中,第一轴线为依据所述第三三维模型中的髋臼杯模型中的多个参考点确定的;依据所述第四三维模型,确定所述髋臼杯模型的坐姿位下的第二轴线;依据所述第一轴线和所述第二轴线,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度。
进一步地,依据所述第一轴线和所述第二轴线,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度包括:依据所述第一轴线在所述第一三维模型中的冠状面上的第一投影曲线和所述第一三维模型中的横断面的法向量,确定所述第三三维模型中的站姿下的第一夹角值,其中,所述第一夹角值至少包括:髋臼杯模型前倾角和髋臼杯模型外展角;依据所述第二轴线在所述第一三维模型中的冠状面上的第二投影曲线和所述第一三维模型中的横断面的法向量,确定所述第四三维模型中的站姿下的第二夹角值;依据所述第一夹角值和所述第二夹角值,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度。
进一步地,在依据所述第一轴线在所述第一三维模型中的冠状面上的第一投影曲线和所述第一三维模型中的横断面的法向量,确定所述第三三维模型中的站姿下的第一夹角值之前,所述方法还包括:依据所述第一三维模型或所述第一影像数据,获取所述骨盆的解剖特征点,其中,所述解剖特征点至少包括所述目标对象的骨盆左右两侧的髂前上棘点;依据所述解剖特征点,确定所述冠状面和所述矢状面。
为了实现上述目的,根据本申请的另一方面,提供了一种髋臼杯假体植入角度的确定装置。该装置包括:重建单元,用于依据目标对象的骨盆的第一影像数据进行三维重建,得到第一三维模型,其中,所述第一影像数据为所述目标对象的卧姿位下的影像数据,所述第一三维模型用于确定髋臼杯假体的预设植入角度;第一确定单元,用于依据所述目标对象的骨盆的第二影像数据,确定所述目标对象的目标骨盆倾斜角,其中,所述第二影像数据的影像类型不同于所述第一影像数据的影像类型,所述第二影像数据为所述目标对象除卧姿位之外的姿位下的影像数据;第二确定单元,用于依据所述第一三维模型和所述目标骨盆倾斜角,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度。
进一步地,第一确定单元包括:第一确定子单元,用于依据所述第二影像数据中的站姿位的影像数据,确定站姿位下的第一骨盆倾斜角;第二确定子单元,用于依据所述第二影像数据中的坐姿位的影像数据,确定坐姿位下的第二骨盆倾斜角;第三确定子单元,用于依据所述第一骨盆倾斜角和所述第二骨盆倾斜角,确定所述目标对象的目标骨盆倾斜角。
进一步地,第一确定子单元包括:第一确定模块,用于依据所述站姿位的影像数据,确定骨盆入射角和骶骨倾斜角;计算模块,用于依据所述骨盆入射角和所述骶骨倾斜角进行计算,得到所述目标对象站姿位下的第一骨盆倾斜角。
进一步地,第二确定单元包括:获取子单元,用于获取所述髋臼杯假体的髋臼杯模型;拟合子单元,用于依据所述预设植入角度,将所述髋臼杯模型拟合至所述第一三维模型中,得到第二三维模型;第四确定子单元,用于依据所述第二三维模型和所述目标骨盆倾斜角,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度。
进一步地,第四确定子单元包括:第一旋转模块,用于依据所述目标骨盆倾斜角中的第一骨盆倾斜角对所述第二三维模型进行旋转,得到第三三维模型;第二旋转模块,用于依据所述目标骨盆倾斜角中的第二骨盆倾斜角对所述第二三维模型进行旋转,得到第四三维模型;第二确定模块,用于依据所述第三三维模型和所述第四三维模型,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度。
进一步地,第二确定模块包括:第一确定子模块,用于依据所述第三三维模型,确定所述髋臼杯模型的站姿位下的第一轴线,其中,第一轴线为依据所述第三三维模型中的髋臼杯模型中的多个参考点确定的;第二确定子模块,用于依据所述第四三维模型,确定所述髋臼杯模型的坐姿位下的第二轴线;第三确定子模块,用于依据所述第一轴线和所述第二轴线,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度。
进一步地,第三确定子模块包括:第一确定次子模块,用于依据所述第一轴线在所述第一三维模型中的冠状面上的第一投影曲线和所述第一三维模型中的横断面的法向量,确定所述第三三维模型中的站姿下的第一夹角值,其中,所述第一夹角值至少包括:髋臼杯模型前倾角和髋臼杯模型外展角;第二确定次子模块,用于依据所述第二轴线在所述第一三维模型中的冠状面上的第二投影曲线和所述第一三维模型中的横断面的法向量,确定所述第四三维模型中的站姿下的第二夹角值;第三确定次子模块,用于依据所述第一夹角值和所述第二夹角值,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度。
进一步地,所述装置还包括:获取单元,用于在依据所述第一轴线在所述第一三维模型中的冠状面上的第一投影曲线和所述第一三维模型中的横断面的法向量,确定所述第三三维模型中的站姿下的第一夹角值之前,依据所述第一三维模型或所述第一影像数据,获取所述骨盆的解剖特征点,其中,所述解剖特征点至少包括所述目标对象的骨盆左右两侧的髂前上棘点;第三确定单元,用于依据所述解剖特征点,确定所述冠状面和所述矢状面。
为了实现上述目的,根据本申请的一方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储程序,其中,在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述任意一项所述的髋臼杯假体植入角度的确定方法。
为了实现上述目的,根据本申请的另一个方面,还提供了一种电子设备,电子设备包括一个或多个处理器和存储器,存储器用于存储一个或多个处理器实现上述任意一项所述的髋臼杯假体植入角度的确定方法。
通过本申请,采用以下步骤:依据目标对象的骨盆的第一影像数据进行三维重建,得到第一三维模型,其中,所述第一影像数据为所述目标对象的卧姿位下的影像数据,所述第一三维模型用于确定髋臼杯假体的预设植入角度;依据所述目标对象的骨盆的第二影像数据,确定所述目标对象的目标骨盆倾斜角,其中,所述第二影像数据的影像类型不同于所述第一影像数据的影像类型,所述第二影像数据为所述目标对象除卧姿位之外的姿位下的影像数据;依据所述第一三维模型和所述目标骨盆倾斜角,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度,解决了相关技术中由于依赖于卧姿位的影像数据进行髋臼杯假体植入的规划,导致髋臼杯假体植入的规划的准确度比较低的问题。在本方案中,通过对目标对象卧姿位下的第一影像数据进行三维重建,得到第一三维模型,并根据目标对象除卧姿位之外的姿位下的第二影像数据确定目标骨盆倾斜角,根据第一三维模型和目标骨盆倾斜角,最后确定髋臼杯假体的目标植入角度,模拟了目标对象在不同姿位下骨盆的状态,避免了植入髋臼杯假体后脱位的风险,进而达到了提高髋臼杯假体植入的规划的准确度的效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1是根据本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定方法的流程图;
图2是根据本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定方法的示意图;
图3是根据本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定装置的示意图;
图4是根据本申请实施例提供的电子设备的示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是,本公开所涉及的相关信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于展示的数据、分析的数据等),均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。例如,本系统和相关用户或机构间设置有接口,在获取相关信息之前,需要通过接口向前述的用户或机构发送获取请求,并在接收到前述的用户或机构反馈的同意信息后,获取相关信息。
下面结合优选的实施步骤对本发明进行说明,图1是根据本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定方法的流程图,如图1所示,该方法包括如下步骤:
步骤S101,依据目标对象的骨盆的第一影像数据进行三维重建,得到第一三维模型,其中,第一影像数据为目标对象的卧姿位下的影像数据,第一三维模型用于确定髋臼杯假体的预设植入角度。
可选地,选取分辨率小于1.5毫米且数量在500张至1000张的第一影像数据,并将上述第一影像数据导入到建模系统中,根据骨质密度阈值建议的226亨氏单位至3071亨氏单位,系统自动生成目标对象的骨骼逆向断层数据,并对上述目标对象的骨骼逆向断层数据进行人工去噪和清晰化处理。对去噪和清晰化处理后的骨骼逆向断层数据进行三维重建,得到第一三维模型。
需要说明的是,第一影像数据至少包括目标对象骶骨上方2厘米处至股骨小转子下方15厘米处的影像数据。
步骤S102,依据目标对象的骨盆的第二影像数据,确定目标对象的目标骨盆倾斜角,其中,第二影像数据的影像类型不同于第一影像数据的影像类型,第二影像数据为目标对象除卧姿位之外的姿位下的影像数据。
可选地,根据目标对象的第二影像数据确定目标对象除卧姿位之外的姿位下的脊柱-骨盆参数,并根据上述脊柱-骨盆参数中的骨盆参数,确定目标对象在不同姿位下的骨盆倾斜角。
需要说明的是,脊柱-骨盆参数包括脊柱矢状位参数和骨盆矢状位参数,上述参数可用于评估目标对象的脊柱和骨盆是否平衡。
步骤S103,依据第一三维模型和目标骨盆倾斜角,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
可选地,通过第一三维模型确定目标对象在卧姿位下的髋臼杯假体的植入角度,根据目标对象在不同姿位下的目标骨盆倾斜角,模拟目标对象的骨盆在不同姿位下的状态,并调整上述髋臼杯假体在第一三维模型中的植入位置和植入角度,最后根据上述调整,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
综上所述,在本方案中,通过对目标对象卧姿位下的第一影像数据进行三维重建,得到第一三维模型,并根据目标对象除卧姿位之外的姿位下的第二影像数据确定目标骨盆倾斜角,根据第一三维模型和目标骨盆倾斜角,最后确定髋臼杯假体的目标植入角度,模拟了目标对象在不同姿位下骨盆的状态,避免了植入髋臼杯假体后脱位的风险,进而达到了提高髋臼杯假体植入的规划的准确度的效果。
可选地,在本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定方法中,依据目标对象的骨盆的第二影像数据,确定目标对象的目标骨盆倾斜角包括:依据第二影像数据中的站姿位的影像数据,确定站姿位下的第一骨盆倾斜角;依据第二影像数据中的坐姿位的影像数据,确定坐姿位下的第二骨盆倾斜角;依据第一骨盆倾斜角和第二骨盆倾斜角,确定目标对象的目标骨盆倾斜角。
在一可选的实施例中,通过目标对象站姿位下的第二影像数据确定目标对象站姿位下的骨盆特征点,通过上述特征点,确定目标对象在站姿位下的第一骨盆倾斜角;同样的,根据目标对象坐姿位下的第二影像数据可以确定目标对象在站姿位下的第二骨盆倾斜角。
需要说明的是,骨盆特征点至少包括目标对象的骨盆的骶骨中板、骶骨中板中点和髋臼中心。
通过目标对象的第二影像数据,可以准确的找到目标对象在不同姿位下的骨盆特征点,并确定目标对象的目标骨盆倾斜角。
可选地,在本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定方法中,依据述第二影像数据中的站姿位的影像数据,确定站姿位下的第一骨盆倾斜角包括:依据站姿位的影像数据,确定骨盆入射角和骶骨倾斜角;依据骨盆入射角和骶骨倾斜角进行计算,得到目标对象站姿位下的第一骨盆倾斜角。
在一可选的实施例中,根据目标对象的站姿位的第二影像数据,确定目标对象的骨盆在站姿位下的骶骨中板、骶骨中板中点和髋臼中心,绘制目标对象骨盆的骶骨中板延长线,标记为L1;骶骨中板中点与髋臼中心的连接线,标记为L2;以目标对象骨盆中板中点为起点建立L1的垂线,标记为L3;以目标对象骨盆中板中心为起点延伸出水平线,标记为L4,根据联合失状指数(CSI)功能安全区的定义方法,L1与L4的夹角为骶骨倾斜角,L2与L3的夹角为骨盆入射角,并根据骨盆入射角-骶骨倾斜角=骨盆倾斜角的公式,计算出目标对象的站姿位的第一骨盆倾斜角。
需要说明的是,同样的,根据目标对象的坐姿位下的第二影像数据,确定目标对象的骨盆在坐姿位下的骶骨中板、骶骨中板中点和髋臼中心,根据上述骨盆特征点绘制特征点间的连线,并标记为L1’、L2’、L3’、L4’,通过骨盆入射角 -骶骨倾斜角=骨盆倾斜角的公式,计算出目标对象的坐姿位的第二骨盆倾斜角。
需要说明的是,对于目标对象不同体位下的骨盆,如果目标对象的骨盆呈后倾趋势,则骨盆入射角的角度值大于骶骨倾斜角的角度值,骨盆倾斜角为正值;如果目标对象的骨盆呈前倾趋势,则骨盆入射角的角度值小于骶骨倾斜角的角度值,骨盆倾斜角为负值。
通过对目标对象在不同姿位下的特征点进行连线,可以准确快速的计算出目标对象在不同姿位下的骨盆入射角和骶骨倾斜角,并得到目标骨盆倾斜角。
可选地,在本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定方法中,依据第一三维模型和目标骨盆倾斜角,确定髋臼杯假体的目标植入角度包括:获取髋臼杯假体的髋臼杯模型;依据预设植入角度,将髋臼杯模型拟合至第一三维模型中,得到第二三维模型;依据第二三维模型和目标骨盆倾斜角,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
在一可选的实施例中,根据预设的髋臼杯假体的植入角度,将髋臼杯模型拟合至第一三维模型中,得到第二三维模型,以第二三维模型模拟目标对象在卧姿位状态下,植入髋臼杯假体后的骨盆状态,根据目标对象在不同姿位下的目标骨盆倾斜角,调整上述髋臼杯假体在第二三维模型中的植入位置和植入角度,最后确定髋臼杯假体的目标植入角度。
需要说明的是,预设的髋臼杯假体的植入角度一般为外展角40±10度,前倾角15±10度。
通过目标对象的第二三维模型和目标骨盆倾斜角,可以准确的得到目标对象髋臼杯假体的目标植入角度。
可选地,在本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定方法中,依据第二三维模型和目标骨盆倾斜角,确定髋臼杯假体的目标植入角度包括:依据目标骨盆倾斜角中的第一骨盆倾斜角对第二三维模型进行旋转,得到第三三维模型;依据目标骨盆倾斜角中的第二骨盆倾斜角对第二三维模型进行旋转,得到第四三维模型;依据第三三维模型和第四三维模型,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
在一可选的实施例中,根据目标对象的第一影像数据,选取目标对象的骨盆左右两侧的髂前上棘点,并以骨盆左右两侧的髂前上棘点建立连线,标记为S1,将第二三维模型以S1为轴,旋转第一骨盆倾斜角,得到目标对象站姿位下的第三三维模型,同样的,将第二三维模型以S1为轴,旋转第二骨盆倾斜角,得到目标对象坐姿位下的第四三维模型,根据上述三维模型,模拟目标对象的骨盆在不同姿位下的状态,并由此确定髋臼杯假体的目标植入角度。
需要说明的是,对于目标对象不同体位下的骨盆,如果目标对象的骨盆呈后倾趋势,则将第二三维模型以S1为轴,逆时针旋转目标骨盆倾斜角,得到目标对象的第三三维模型和第四三维模型;如果目标对象的骨盆呈前倾趋势,则将第二三维模型以S1为轴,顺时针旋转目标骨盆倾斜角,得到目标对象的第三三维模型和第四三维模型。
通过对目标对象的第二三维模型以目标骨盆倾斜角进行旋转,可以快速准确的得到目标对象不同姿位下的骨盆三维模型,进而确定髋臼杯假体的目标植入角度。
可选地,在本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定方法中,依据第三三维模型和第四三维模型,确定髋臼杯假体的目标植入角度包括:依据第三三维模型,确定髋臼杯模型的站姿位下的第一轴线,其中,第一轴线为依据第三三维模型中的髋臼杯模型中的多个参考点确定的;依据第四三维模型,确定髋臼杯模型的坐姿位下的第二轴线;依据第一轴线和第二轴线,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
在一可选的实施例中,在目标对象的第三三维模型中,选取髋臼杯模型杯口表面上最突出的三个点,由此建立髋臼杯开口表面,标记为C1,并在此平面上建立一个垂直于此平面的法向量,标记为d1,以法向量d1作为髋臼杯模型在目标对象站姿位下的第一轴线,同样的,在目标对象的第四三维模型中,选取髋臼杯模型杯口表面上最突出的三个点,由此建立髋臼杯开口表面,标记为C2,并在此平面上建立一个垂直于此平面的法向量,标记为d2,以法向量d2作为髋臼杯模型的在目标对象坐姿位下的第二轴线,根据第一轴线和第二轴线,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
通过目标对象的第三三维模型和第四三维模型,可以快速准确的得到目标对象的髋臼杯模型在不同体位下的轴线,进而确定髋臼杯假体的目标植入角度。
可选地,在本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定方法中,依据第一轴线和第二轴线,确定髋臼杯假体的目标植入角度包括:依据第一轴线在第一三维模型中的冠状面上的第一投影曲线和第一三维模型中的横断面的法向量,确定第三三维模型中的站姿下的第一夹角值,其中,第一夹角值至少包括:髋臼杯模型前倾角和髋臼杯模型外展角;依据第二轴线在第一三维模型中的冠状面上的第二投影曲线和第一三维模型中的横断面的法向量,确定第四三维模型中的站姿下的第二夹角值;依据第一夹角值和第二夹角值,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
在一可选的实施例中,根据第一轴线(d1),建立该轴线在冠状面上的投影,得到第一投影曲线,标记为S2,根据第一轴线(d1)和第一投影曲线(S2)之间的夹角,确定目标对象站姿位下的髋臼杯模型前倾角,根据第一投影曲线(S2)与横断面的法向量之间的夹角,确定目标对象站姿位下的髋臼杯模型外展角,同样的,根据第二轴线(d2),建立该轴线在冠状面上的投影,得到第二投影曲线,标记为S2’,根据第二轴线(d2)和第二投影曲线(S2’)之间的夹角,确定目标对象坐姿位下的髋臼杯模型前倾角,根据投影曲线(S2’)与横断面的法向量之间的夹角,确定目标对象坐姿位下的髋臼杯模型外展角,根据目标对象站姿位下和坐姿位下的髋臼杯模型前倾角和髋臼杯模型外展角,调整目标对象在卧姿位下的髋臼杯模型前倾角和髋臼杯模型外展角,最后确定髋臼杯假体的目标植入角度。
通过计算目标对象不同姿位下的髋臼杯模型前倾角和髋臼杯模型外展角,调整目标对象在卧姿位下的髋臼杯模型前倾角和髋臼杯模型外展角,进而确定髋臼杯假体的目标植入角度,有效避免了目标对象在髋臼杯假体植入后运动时的碰撞与脱位风险。
可选地,在本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定方法中,在依据第一轴线在第一三维模型中的冠状面上的第一投影曲线和第一三维模型中的横断面的法向量,确定第三三维模型中的站姿下的第一夹角值之前,该方法还包括:依据第一三维模型或第一影像数据,获取骨盆的解剖特征点,其中,解剖特征点至少包括目标对象的骨盆左右两侧的髂前上棘点;依据解剖特征点,确定冠状面、矢状面和横断面。
在一可选的实施例中,根据目标对象的第一三维模型或第一影像数据获取目标对象的骨盆左右两侧的髂前上棘点,并以两点连线(S1)的中点作为空间三维坐标系的原点,以连线S1的方向向量,作为空间三维坐标系中矢状面的垂直向量,根据该垂直向量确定空间三维坐标系中的矢状面;在目标对象的骨盆耻骨联合位置选取一点,作为耻骨联合点,以耻骨联合点、两个髂前上棘点建立平面,确定该平面为空间三维坐标系中的冠状面;在冠状面内,过空间坐标系的原点建立一条垂直于连线S1的直线,标记为S3,以直线S3作为空间三维坐标系中横断面的垂直向量,根据该垂直向量确定空间三维坐标系中的横断面。
需要说明的是,目标对象的骨盆左右两侧的髂前上棘点时,可以根据目标对象的骨盆在第一三维模型中的骨盆状态,识别目标对象的骨盆的髂前上棘,并将髂前上棘上最凸出的两个点作为骨盆左右两侧的髂前上棘点,或者,根据目标对象的第一影像数据,找到髂前上棘左右两侧最靠近骨盆前方的点,并以此点作为骨盆左右两侧的髂前上棘点。
通过目标对象的解剖特征点,可以快速准确的确定空间三维坐标系中的冠状面、矢状面和横断面。
需要说明的是,图2是根据本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定方法的示意图。如图2所示,通过对目标对象骨盆的第一影像数据进行三维重建,得到第一三维模型,并将髋臼杯假体模型拟合至上述第一三维模型中,得到目标对象在卧姿位下的第二三维模型,根据目标对象的骨盆的第二影像数据,确定目标对象在站姿位下和坐姿位下的目标骨盆倾斜角,并将上述第二三维模型以目标倾斜角进行旋转,得到目标对象站姿位下和坐姿位下的第三三维模型和第四三维模型,根据上述第三三维模型和第四三维模型,计算出目标对象站姿位下和坐姿位下的髋臼杯模型前倾角和髋臼杯模型外展角,并根据上述髋臼杯模型前倾角和髋臼杯模型外展角,调整目标对象卧姿位下的髋臼杯假体模型,最后得到目标对象髋臼杯假体的目标植入角度。
本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定方法,通过依据目标对象的骨盆的第一影像数据进行三维重建,得到第一三维模型,其中,第一影像数据为目标对象的卧姿位下的影像数据,第一三维模型用于确定髋臼杯假体的预设植入角度;依据目标对象的骨盆的第二影像数据,确定目标对象的目标骨盆倾斜角,其中,第二影像数据的影像类型不同于第一影像数据的影像类型,第二影像数据为目标对象除卧姿位之外的姿位下的影像数据;依据第一三维模型和目标骨盆倾斜角,确定髋臼杯假体的目标植入角度,解决了相关技术中由于依赖于卧姿位的影像数据进行髋臼杯假体植入的规划,导致髋臼杯假体植入的规划的准确度比较低的问题。在本方案中,通过对目标对象卧姿位下的第一影像数据进行三维重建,得到第一三维模型,并根据目标对象除卧姿位之外的姿位下的第二影像数据确定目标骨盆倾斜角,根据第一三维模型和目标骨盆倾斜角,最后确定髋臼杯假体的目标植入角度,模拟了目标对象在不同姿位下骨盆的状态,避免了植入髋臼杯假体后脱位的风险,进而达到了提高髋臼杯假体植入的规划的准确度的效果。
需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本申请实施例还提供了一种髋臼杯假体植入角度的确定装置,需要说明的是,本申请实施例的髋臼杯假体植入角度的确定装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于髋臼杯假体植入角度的确定方法。以下对本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定装置进行介绍。
图3是根据本申请实施例的髋臼杯假体植入角度的确定装置的示意图。如图3所示,该装置包括:重建单元301,第一确定单元302,第二确定单元303。
重建单元301,用于依据目标对象的骨盆的第一影像数据进行三维重建,得到第一三维模型,其中,第一影像数据为目标对象的卧姿位下的影像数据,第一三维模型用于确定髋臼杯假体的预设植入角度。
第一确定单元302,用于依据目标对象的骨盆的第二影像数据,确定目标对象的目标骨盆倾斜角,其中,第二影像数据的影像类型不同于第一影像数据的影像类型,第二影像数据为目标对象除卧姿位之外的姿位下的影像数据。
第二确定单元303,用于依据第一三维模型和目标骨盆倾斜角,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定装置,依据目标对象的骨盆的第一影像数据进行三维重建,得到第一三维模型,其中,第一影像数据为目标对象的卧姿位下的影像数据,第一三维模型用于确定髋臼杯假体的预设植入角度;依据目标对象的骨盆的第二影像数据,确定目标对象的目标骨盆倾斜角,其中,第二影像数据的影像类型不同于第一影像数据的影像类型,第二影像数据为目标对象除卧姿位之外的姿位下的影像数据;依据第一三维模型和目标骨盆倾斜角,确定髋臼杯假体的目标植入角度,解决了相关技术中由于依赖于卧姿位的影像数据进行髋臼杯假体植入的规划,导致髋臼杯假体植入的规划的准确度比较低的问题。在本方案中,通过对目标对象卧姿位下的第一影像数据进行三维重建,得到第一三维模型,并根据目标对象除卧姿位之外的姿位下的第二影像数据确定目标骨盆倾斜角,根据第一三维模型和目标骨盆倾斜角,最后确定髋臼杯假体的目标植入角度,模拟了目标对象在不同姿位下骨盆的状态,避免了植入髋臼杯假体后脱位的风险,进而达到了提高髋臼杯假体植入的规划的准确度的效果。
可选地,在本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定装置中,第一确定单元包括:第一确定子单元,用于依据第二影像数据中的站姿位的影像数据,确定站姿位下的第一骨盆倾斜角;第二确定子单元,用于依据第二影像数据中的坐姿位的影像数据,确定坐姿位下的第二骨盆倾斜角;第三确定子单元,用于依据第一骨盆倾斜角和第二骨盆倾斜角,确定目标对象的目标骨盆倾斜角。
可选地,在本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定装置中,第一确定子单元包括:第一确定模块,用于依据站姿位的影像数据,确定骨盆入射角和骶骨倾斜角;计算模块,用于依据骨盆入射角和骶骨倾斜角进行计算,得到目标对象站姿位下的第一骨盆倾斜角。
可选地,在本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定装置中,第二确定单元包括:获取子单元,用于获取髋臼杯假体的髋臼杯模型;拟合子单元,用于依据预设植入角度,将髋臼杯模型拟合至第一三维模型中,得到第二三维模型;第四确定子单元,用于依据第二三维模型和目标骨盆倾斜角,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
可选地,在本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定装置中,第四确定子单元包括:第一旋转模块,用于依据目标骨盆倾斜角中的第一骨盆倾斜角对第二三维模型进行旋转,得到第三三维模型;第二旋转模块,用于依据目标骨盆倾斜角中的第二骨盆倾斜角对第二三维模型进行旋转,得到第四三维模型;第二确定模块,用于依据第三三维模型和第四三维模型,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
可选地,在本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定装置中,第二确定模块包括:第一确定子模块,用于依据第三三维模型,确定髋臼杯模型的站姿位下的第一轴线,其中,第一轴线为依据第三三维模型中的髋臼杯模型中的多个参考点确定的;第二确定子模块,用于依据第四三维模型,确定髋臼杯模型的坐姿位下的第二轴线;第三确定子模块,用于依据第一轴线和第二轴线,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
可选地,在本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定装置中,第三确定子模块包括:第一确定次子模块,用于依据第一轴线在第一三维模型中的冠状面上的第一投影曲线和第一三维模型中的横断面的法向量,确定第三三维模型中的站姿下的第一夹角值,其中,第一夹角值至少包括:髋臼杯模型前倾角和髋臼杯模型外展角;第二确定次子模块,用于依据第二轴线在第一三维模型中的冠状面上的第二投影曲线和第一三维模型中的横断面的法向量,确定第四三维模型中的站姿下的第二夹角值;第三确定次子模块,用于依据第一夹角值和第二夹角值,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
可选地,在本申请实施例提供的髋臼杯假体植入角度的确定装置中,该装置还包括:获取单元,用于在依据所述第一轴线在所述第一三维模型中的冠状面上的第一投影曲线和所述第一三维模型中的横断面的法向量,确定所述第三三维模型中的站姿下的第一夹角值之前,依据第一三维模型或第一影像数据,获取骨盆的解剖特征点,其中,解剖特征点至少包括目标对象的骨盆左右两侧的髂前上棘点;第三确定单元,用于依据解剖特征点,确定冠状面、矢状面和横断面。
髋臼杯假体植入角度的确定装置包括处理器和存储器,上述重建单元301,第一确定单元302,第二确定单元303等均作为程序单元存储在存储器中,由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
处理器中包含内核,由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上,通过调整内核参数来实现对髋臼杯假体植入角度的准确确定。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM),存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,该程序被处理器执行时实现髋臼杯假体植入角度的确定方法。
本发明实施例提供了一种处理器,处理器用于运行程序,其中,程序运行时执行髋臼杯假体植入角度的确定方法。
如图4所示,本发明实施例提供了一种电子设备,设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,处理器执行程序时实现以下步骤:依据目标对象的骨盆的第一影像数据进行三维重建,得到第一三维模型,其中,第一影像数据为目标对象的卧姿位下的影像数据,第一三维模型用于确定髋臼杯假体的预设植入角度;依据目标对象的骨盆的第二影像数据,确定目标对象的目标骨盆倾斜角,其中,第二影像数据的影像类型不同于第一影像数据的影像类型,第二影像数据为目标对象除卧姿位之外的姿位下的影像数据;依据第一三维模型和目标骨盆倾斜角,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
可选地,依据目标对象的骨盆的第二影像数据,确定目标对象的目标骨盆倾斜角包括:依据第二影像数据中的站姿位的影像数据,确定站姿位下的第一骨盆倾斜角;依据第二影像数据中的坐姿位的影像数据,确定坐姿位下的第二骨盆倾斜角;依据第一骨盆倾斜角和第二骨盆倾斜角,确定目标对象的目标骨盆倾斜角。
可选地,依据述第二影像数据中的站姿位的影像数据,确定站姿位下的第一骨盆倾斜角包括:依据站姿位的影像数据,确定骨盆入射角和骶骨倾斜角;依据骨盆入射角和骶骨倾斜角进行计算,得到目标对象站姿位下的第一骨盆倾斜角。
可选地,依据第一三维模型和目标骨盆倾斜角,确定髋臼杯假体的目标植入角度包括:获取髋臼杯假体的髋臼杯模型;依据预设植入角度,将髋臼杯模型拟合至第一三维模型中,得到第二三维模型;依据第二三维模型和目标骨盆倾斜角,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
可选地,依据第二三维模型和目标骨盆倾斜角,确定髋臼杯假体的目标植入角度包括:依据目标骨盆倾斜角中的第一骨盆倾斜角对第二三维模型进行旋转,得到第三三维模型;依据目标骨盆倾斜角中的第二骨盆倾斜角对第二三维模型进行旋转,得到第四三维模型;依据第三三维模型和第四三维模型,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
可选地,依据第三三维模型和第四三维模型,确定髋臼杯假体的目标植入角度包括:依据述第三三维模型,确定髋臼杯模型的站姿位下的第一轴线,其中,第一轴线为依据第三三维模型中的髋臼杯模型中的多个参考点确定的;依据第四三维模型,确定髋臼杯模型的坐姿位下的第二轴线;依据第一轴线和第二轴线,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
可选地,依据第一轴线和第二轴线,确定髋臼杯假体的目标植入角度包括:依据第一轴线在第一三维模型中的冠状面上的第一投影曲线和第一三维模型中的横断面的法向量,确定第三三维模型中的站姿下的第一夹角值,其中,第一夹角值至少包括:髋臼杯模型前倾角和髋臼杯模型外展角;依据第二轴线在第一三维模型中的冠状面上的第二投影曲线和第一三维模型中的横断面的法向量,确定第四三维模型中的站姿下的第二夹角值;依据第一夹角值和第二夹角值,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
可选地,在依据第一轴线在第一三维模型中的冠状面上的第一投影曲线和第一三维模型中的横断面的法向量,确定第三三维模型中的站姿下的第一夹角值之前,该方法还包括:依据第一三维模型或第一影像数据,获取骨盆的解剖特征点,其中,解剖特征点至少包括目标对象的骨盆左右两侧的髂前上棘点;依据解剖特征点,确定冠状面、矢状面和横断面。
本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。
本申请还提供了一种计算机程序产品,当在数据处理设备上执行时,适于执行初始化有如下方法步骤的程序:依据目标对象的骨盆的第一影像数据进行三维重建,得到第一三维模型,其中,第一影像数据为目标对象的卧姿位下的影像数据,第一三维模型用于确定髋臼杯假体的预设植入角度;依据目标对象的骨盆的第二影像数据,确定目标对象的目标骨盆倾斜角,其中,第二影像数据的影像类型不同于第一影像数据的影像类型,第二影像数据为目标对象除卧姿位之外的姿位下的影像数据;依据第一三维模型和目标骨盆倾斜角,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
可选地,依据目标对象的骨盆的第二影像数据,确定目标对象的目标骨盆倾斜角包括:依据第二影像数据中的站姿位的影像数据,确定站姿位下的第一骨盆倾斜角;依据第二影像数据中的坐姿位的影像数据,确定坐姿位下的第二骨盆倾斜角;依据第一骨盆倾斜角和第二骨盆倾斜角,确定目标对象的目标骨盆倾斜角。
可选地,依据述第二影像数据中的站姿位的影像数据,确定站姿位下的第一骨盆倾斜角包括:依据站姿位的影像数据,确定骨盆入射角和骶骨倾斜角;依据骨盆入射角和骶骨倾斜角进行计算,得到目标对象站姿位下的第一骨盆倾斜角。
可选地,依据第一三维模型和目标骨盆倾斜角,确定髋臼杯假体的目标植入角度包括:获取髋臼杯假体的髋臼杯模型;依据预设植入角度,将髋臼杯模型拟合至第一三维模型中,得到第二三维模型;依据第二三维模型和目标骨盆倾斜角,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
可选地,依据第二三维模型和目标骨盆倾斜角,确定髋臼杯假体的目标植入角度包括:依据目标骨盆倾斜角中的第一骨盆倾斜角对第二三维模型进行旋转,得到第三三维模型;依据目标骨盆倾斜角中的第二骨盆倾斜角对第二三维模型进行旋转,得到第四三维模型;依据第三三维模型和第四三维模型,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
可选地,依据第三三维模型和第四三维模型,确定髋臼杯假体的目标植入角度包括:依据述第三三维模型,确定髋臼杯模型的站姿位下的第一轴线,其中,第一轴线为依据第三三维模型中的髋臼杯模型中的多个参考点确定的;依据第四三维模型,确定髋臼杯模型的坐姿位下的第二轴线;依据第一轴线和第二轴线,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
可选地,依据第一轴线和第二轴线,确定髋臼杯假体的目标植入角度包括:依据第一轴线在第一三维模型中的冠状面上的第一投影曲线和第一三维模型中的横断面的法向量,确定第三三维模型中的站姿下的第一夹角值,其中,第一夹角值至少包括:髋臼杯模型前倾角和髋臼杯模型外展角;依据第二轴线在第一三维模型中的冠状面上的第二投影曲线和第一三维模型中的横断面的法向量,确定第四三维模型中的站姿下的第二夹角值;依据第一夹角值和第二夹角值,确定髋臼杯假体的目标植入角度。
可选地,在依据第一轴线在第一三维模型中的冠状面上的第一投影曲线和第一三维模型中的横断面的法向量,确定第三三维模型中的站姿下的第一夹角值之前,该方法还包括:依据第一三维模型或第一影像数据,获取骨盆的解剖特征点,其中,解剖特征点至少包括目标对象的骨盆左右两侧的髂前上棘点;依据解剖特征点,确定冠状面、矢状面和横断面。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器 (CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存 (PRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、其他类型的随机存取存储器 (RAM)、只读存储器 (ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘 (DVD) 或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media),如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种髋臼杯假体植入角度的确定方法,其特征在于,包括:
依据目标对象的骨盆的第一影像数据进行三维重建,得到第一三维模型,其中,所述第一影像数据为所述目标对象的卧姿位下的影像数据,所述第一三维模型用于确定髋臼杯假体的预设植入角度;
依据所述目标对象的骨盆的第二影像数据,确定所述目标对象的目标骨盆倾斜角,其中,所述第二影像数据的影像类型不同于所述第一影像数据的影像类型,所述第二影像数据为所述目标对象除卧姿位之外的姿位下的影像数据;
依据所述第一三维模型和所述目标骨盆倾斜角,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度;
其中,依据所述第一三维模型和所述目标骨盆倾斜角,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度包括:
获取所述髋臼杯假体的髋臼杯模型;
依据所述预设植入角度,将所述髋臼杯模型拟合至所述第一三维模型中,得到第二三维模型;
依据所述第二三维模型和所述目标骨盆倾斜角,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度;
依据所述第二三维模型和所述目标骨盆倾斜角,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度包括:
依据所述目标骨盆倾斜角中的第一骨盆倾斜角对所述第二三维模型进行旋转,得到第三三维模型;
依据所述目标骨盆倾斜角中的第二骨盆倾斜角对所述第二三维模型进行旋转,得到第四三维模型;
依据所述第三三维模型和所述第四三维模型,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度;
其中,依据所述第三三维模型和所述第四三维模型,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度包括:
依据所述第三三维模型,确定所述髋臼杯模型的站姿位下的第一轴线,其中,第一轴线为依据所述第三三维模型中的髋臼杯模型中的多个参考点确定的;
依据所述第四三维模型,确定所述髋臼杯模型的坐姿位下的第二轴线;
依据所述第一轴线和所述第二轴线,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度;
依据所述第一轴线和所述第二轴线,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度包括:
依据所述第一轴线在所述第一三维模型中的冠状面上的第一投影曲线和所述第一三维模型中的横断面的法向量,确定所述第三三维模型中的站姿下的第一夹角值,其中,所述第一夹角值至少包括:髋臼杯模型前倾角和髋臼杯模型外展角;
依据所述第二轴线在所述第一三维模型中的冠状面上的第二投影曲线和所述第一三维模型中的横断面的法向量,确定所述第四三维模型中的站姿下的第二夹角值;
依据所述第一夹角值和所述第二夹角值,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,依据所述目标对象的骨盆的第二影像数据,确定所述目标对象的目标骨盆倾斜角包括:
依据所述第二影像数据中的站姿位的影像数据,确定站姿位下的第一骨盆倾斜角;
依据所述第二影像数据中的坐姿位的影像数据,确定坐姿位下的第二骨盆倾斜角;
依据所述第一骨盆倾斜角和所述第二骨盆倾斜角,确定所述目标对象的目标骨盆倾斜角。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,依据所述第二影像数据中的站姿位的影像数据,确定站姿位下的第一骨盆倾斜角包括:
依据所述站姿位的影像数据,确定骨盆入射角和骶骨倾斜角;
依据所述骨盆入射角和所述骶骨倾斜角进行计算,得到所述目标对象站姿位下的第一骨盆倾斜角。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在依据所述第一轴线在所述第一三维模型中的冠状面上的第一投影曲线和所述第一三维模型中的横断面的法向量,确定所述第三三维模型中的站姿下的第一夹角值之前,所述方法还包括:
依据所述第一三维模型或所述第一影像数据,获取所述骨盆的解剖特征点,其中,所述解剖特征点至少包括所述目标对象的骨盆左右两侧的髂前上棘点;
依据所述解剖特征点,确定所述冠状面和矢状面。
5.一种髋臼杯假体植入角度的确定装置,其特征在于,包括:
重建单元,用于依据目标对象的骨盆的第一影像数据进行三维重建,得到第一三维模型,其中,所述第一影像数据为所述目标对象的卧姿位下的影像数据,所述第一三维模型用于确定髋臼杯假体的预设植入角度;
第一确定单元,用于依据所述目标对象的骨盆的第二影像数据,确定所述目标对象的目标骨盆倾斜角,其中,所述第二影像数据的影像类型不同于所述第一影像数据的影像类型,所述第二影像数据为所述目标对象除卧姿位之外的姿位下的影像数据;
第二确定单元,用于依据所述第一三维模型和所述目标骨盆倾斜角,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度;
其中,所述第二确定单元包括:获取子单元,用于获取所述髋臼杯假体的髋臼杯模型;拟合子单元,用于依据所述预设植入角度,将所述髋臼杯模型拟合至所述第一三维模型中,得到第二三维模型;第四确定子单元,用于依据所述第二三维模型和所述目标骨盆倾斜角,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度;
所述第四确定子单元包括:第一旋转模块,用于依据所述目标骨盆倾斜角中的第一骨盆倾斜角对所述第二三维模型进行旋转,得到第三三维模型;第二旋转模块,用于依据所述目标骨盆倾斜角中的第二骨盆倾斜角对所述第二三维模型进行旋转,得到第四三维模型;第二确定模块,用于依据所述第三三维模型和所述第四三维模型,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度;
其中,第二确定模块包括:第一确定子模块,用于依据所述第三三维模型,确定所述髋臼杯模型的站姿位下的第一轴线,其中,第一轴线为依据所述第三三维模型中的髋臼杯模型中的多个参考点确定的;第二确定子模块,用于依据所述第四三维模型,确定所述髋臼杯模型的坐姿位下的第二轴线;第三确定子模块,用于依据所述第一轴线和所述第二轴线,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度;
第三确定子模块包括:第一确定次子模块,用于依据所述第一轴线在所述第一三维模型中的冠状面上的第一投影曲线和所述第一三维模型中的横断面的法向量,确定所述第三三维模型中的站姿下的第一夹角值,其中,所述第一夹角值至少包括:髋臼杯模型前倾角和髋臼杯模型外展角;第二确定次子模块,用于依据所述第二轴线在所述第一三维模型中的冠状面上的第二投影曲线和所述第一三维模型中的横断面的法向量,确定所述第四三维模型中的站姿下的第二夹角值;第三确定次子模块,用于依据所述第一夹角值和所述第二夹角值,确定所述髋臼杯假体的目标植入角度。
6.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述存储介质在设备执行权利要求1至4中任意一项所述的髋臼杯假体植入角度的确定方法。
7.一种电子设备,其特征在于,包括一个或多个处理器和存储器,所述存储器用于存储一个或多个程序,其中,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器实现权利要求1至4中任意一项所述的髋臼杯假体植入角度的确定方法。
CN202410105292.9A 2024-01-25 2024-01-25 髋臼杯假体植入角度的确定方法和装置及存储介质 Active CN117618168B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410105292.9A CN117618168B (zh) 2024-01-25 2024-01-25 髋臼杯假体植入角度的确定方法和装置及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410105292.9A CN117618168B (zh) 2024-01-25 2024-01-25 髋臼杯假体植入角度的确定方法和装置及存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117618168A CN117618168A (zh) 2024-03-01
CN117618168B true CN117618168B (zh) 2024-05-28

Family

ID=90025510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202410105292.9A Active CN117618168B (zh) 2024-01-25 2024-01-25 髋臼杯假体植入角度的确定方法和装置及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117618168B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117853665A (zh) * 2024-03-04 2024-04-09 吉林大学第一医院 髋臼与引导器的图像生成方法、装置及介质
CN118717376B (zh) * 2024-09-02 2024-12-06 北京壹点灵动科技有限公司 基于镜像处理的髋臼杯假体信息的确定方法及装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022018811A1 (ja) * 2020-07-20 2022-01-27 日本電信電話株式会社 被写体の3次元姿勢推定装置、3次元姿勢推定方法、及びプログラム
US11278413B1 (en) * 2018-02-06 2022-03-22 Philipp K. Lang Devices, systems, techniques and methods for determining the fit, size and/or shape of orthopedic implants using computer systems, artificial neural networks and artificial intelligence
CN115830247A (zh) * 2023-02-14 2023-03-21 北京壹点灵动科技有限公司 髋关节旋转中心的拟合方法和装置、处理器及电子设备

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011160008A1 (en) * 2010-06-18 2011-12-22 Howmedica Osteonics Corp. Patient-specific total hip arthroplasty
EP3057538B1 (en) * 2013-10-14 2023-01-04 Navbit Holdings Pty Ltd Alignment apparatus for use in hip arthroplasty
CA3153123A1 (en) * 2019-09-03 2021-03-11 Russell J. Bodner Methods and systems for targeted alignment and sagittal plane positioning for hip replacement surgery
US12004967B2 (en) * 2020-06-02 2024-06-11 Howmedica Osteonics Corp. Systems and methods for planning placement of an acetabular implant for a patient based on pelvic tilt
US20220202494A1 (en) * 2020-12-31 2022-06-30 Depuy Ireland Unlimited Company Apparatus, system, and method for determining a position of a hip prosthesis in a bone of a patient

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11278413B1 (en) * 2018-02-06 2022-03-22 Philipp K. Lang Devices, systems, techniques and methods for determining the fit, size and/or shape of orthopedic implants using computer systems, artificial neural networks and artificial intelligence
WO2022018811A1 (ja) * 2020-07-20 2022-01-27 日本電信電話株式会社 被写体の3次元姿勢推定装置、3次元姿勢推定方法、及びプログラム
CN115830247A (zh) * 2023-02-14 2023-03-21 北京壹点灵动科技有限公司 髋关节旋转中心的拟合方法和装置、处理器及电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN117618168A (zh) 2024-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115844531B (zh) 髋关节置换手术导航系统
CN117618168B (zh) 髋臼杯假体植入角度的确定方法和装置及存储介质
US20240180717A1 (en) System and method for preoperative planning for total hip arthroplasty
JP7141706B2 (ja) カスタマイズされた装置を設計および作製するための方法およびシステム
US20190180466A1 (en) System and method for component positioning by registering a 3d patient model to an intra-operative image
CN102770093B (zh) 用于脊柱移动性模拟的计算机程序及脊柱模拟方法
US20230088477A1 (en) Method for designing a pair of connection rods intended to be implanted on the spine of a patient, and method for producing such a rod
EP2667813B1 (en) Computer program for planning the positioning of an implant
US20180161101A1 (en) Model-based surgical planning and implant placement
AU2011266699B2 (en) A method for determining articular bone deformity resection using motion patterns
US20130046310A1 (en) Method for orienting an acetubular cup and instruments for use therewith
WO2012021858A2 (en) Implant alignment
US11737893B2 (en) System and method for preoperative planning for total hip arthroplasty
CN115830247B (zh) 髋关节旋转中心的拟合方法和装置、处理器及电子设备
CN116433477B (zh) 骨盆配准方法、装置、存储介质及电子设备
CN114259330A (zh) 髋臼杯假体的角度的测量方法、装置和测量系统
CN118717376B (zh) 基于镜像处理的髋臼杯假体信息的确定方法及装置
EP4171440A1 (en) System and method for analyzing acetabular cup position
Uemura et al. The effect of pelvic tilt on three‐dimensional coverage of the femoral head: a computational simulation study using patient‐specific anatomy
WO2017120126A1 (en) Accurate radiographic calibration using multiple images
JP2023540118A (ja) 股関節形成の計画方法
Widmer et al. Correct assessment of acetabular component orientation in total hip arthroplasty from plane radiographs
CN117522874B (zh) 髋关节活动度的评估方法、装置、存储介质及电子设备
CN119700293A (zh) 髋关节垫块假体的术前规划方法及规划设备
Beygi et al. A feasibility study of application of purpose-design frame and 3-D clinical ultrasound in assessment and design of spinal orthoses for adolescent idiopathic scoliosis

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant